DE4313533A1

DE4313533A1 - Verfahren zum Wälzhonen von Kegelrädern sowie Werkzeug und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE4313533A1
Application number: DE19934313533
Authority: DE
Inventors: Hermann J Prof Dr Stadtfeld
Original assignee: Hermann J Prof Dr Stadtfeld
Current assignee: Gleason Works
Priority date: 1993-04-24
Filing date: 1993-04-24
Publication date: 1994-10-27

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Hart-Feinbe arbeiten der Zahnflanken von Zahnrädern, insbesondere Kegel- und Hypoidrädern mit beliebiger Zahnlängsform und nach einem beliebigen Verfahren hergestellt, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, auf ein Werkzeug zur Ausführung des Verfah rens und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Als Hart-Feinbearbeitung von Zahnrädern, wie sie nach dem Ein satzhärten erforderlich ist, stellen sich folgende Verfahren zur Auswahl:

- Läppen
- Schleifen
- Hartschneiden
- Schabschleifen
- Honen
- Feinen

Es ist bekannt, daß bei Stirnradverzahnungen stets Kombinatio nen dieser Verfahren verwendet werden, um die gewünschte Stei gerung der Verzahnungsqualität in Verbindung mit einer hohen Laufruhe und Festigkeit zu erzielen. Typische Hart-Feinbearbei tungen sind beispielsweise:

- Schleifen und Honen,
- Hartschneiden und Honen,
- Schabschleifen und Feinen,
- Läppen.

Im Gegensatz zu den Stirnradverzahnungen stellt sich bei bogen verzahnten Kegelrädern die Problematik des Herstellungsverfah rens der Weichverzahnung, indem folgende prinzipielle Kombina tionen möglich sind und angewandt werden und zu unterschiedli chen Zahnlängsformen und Flankenprofilen führen:

Fall a) kontinuierliches Verfahren - gewälzt
Fall b) kontinuierliches Verfahren - formverzahnt
Fall c) Einzelteilverfahren - gewälzt
Fall d) Einzelteilverfahren - formverzahnt

Fall a) erzeugt eine zykloidische- oder evolventische- Flanken linie und ein evolventisches Profil.

Fall b) erzeugt eine zykloidische Flankenlinie und ein normaler weise gerades Profil.

Fall c) erzeugt eine kreisförmige Flankenlinie und ein oktoidi sches Profil.

Fall d) erzeugt eine kreisförmige Flankenlinie und ein norma lerweise gerades Profil.

Feinbearbeitungsverfahren, die dem Schneiden (Fräsen) der wei chen Vorverzahnung nachgebildet sind, eignen sich nur um die im gleichen Verfahren hergestellte Vorverzahnung zu bearbeiten um die exakte Sollflankenform zu erzeugen. Es sind folgende Ver fahren bekannt und heute im Einsatz:

- Wälzschleifen im Einzelteilverfahren mit Siliziumkarbid oder Borazon (eignet sich nur für Fall c), bekannt aus der DE 27 21 164 C1,
- Formschleifen im Einzelteilverfahren mit Siliziumkarbid oder Borazon (eignet sich nur für Fall d), bekannt aus der DE 27 21 164 C1,
- Hartschneiden mit Borazon oder Hartmetall im Einzelteilver fahren (eignet sich nur für Fall c),
- Hartschneiden mit Borazon oder Hartmetall im kontinuierlichen Verfahren (nur für Fall a), bekannt aus der "wt-Zeitschrift für industrielle Fertigung", 75 (1985), Seiten 461-464.

Jedes dieser Verfahren beruht auf unterschiedlichen Werkzeugen und Maschinen, wodurch keine Flexibilität besteht und nur ein beschränkter Einsatz möglich ist.

Feinbearbeitungsverfahren, die auf dem Abbildungsprinzip beru hen, sind immer kontinuierlich und können dennoch für alle Her stellungsverfahren eingesetzt werden (Fall a bis d), es sind folgende Verfahren bekannt:

- Läppen der beiden Räder unter Einspritzung von Siliziumkarbid- Oel-Gemisch, bekannt aus der EP 0 263 947 A1 und "Über die Fein bearbeitung von Kegelradgetrieben durch Einlaufläppen", Ch. M. Grünberger, Dissertation TH-Aachen 1968,
- Schabschleifen mit Borazon beschichtetem Kegel- oder Hypoid rad-Werkzeug, bekannt aus der EP-0 022 586 B1 und US 4 467 567 und EP 0 229 894 A2,
- Honen mit Siliziumkarbid Hypoidrad - Werkzeug bekannt aus EP-0 362 388 A1.

Unter den abbildenden Verfahren ist nur das Läppen ein flexi bles Verfahren, da für einen beliebigen Herstellungsprozeß der Vorverzahnung, das Werkzeug in Form des Gegenzahnrades immer bereits vorhanden ist. Im Vergleich mit allen oben genannten Hart-Feinbearbeitungsverfahren ist das Läppen ebenfalls das einzig universelle Verfahren, daß für alle Zahnformen der Fälle a bis d ohne Einschränkung angewandt werden kann und dabei die Möglichkeit bietet Korrekturen von Tragbildform und -lage zu realisieren. Außerdem ist das Läppen das einzige Verfahren, das alleine vorgenommen werden kann, während alle Schleif- und Hart schneidverfahren üblicherweise mit einem nachträglichen Honen, Läppen oder Feinen kombiniert werden müssen. Diese Vorteile führen dazu, das heute noch über 80% aller Kegelrad- und Hypoidpaarungen geläppt werden. Die Nachteile des Läppens sind offensichtlich, da es nicht möglich ist, wegen der indivi duellen Härteverzüge eines jeden Kegelrades eine gleichbleiben de Qualität und eine definierte Flankengeometrie zu erzeugen. Da die Hartstoffkörner des Läppmittels sich durch den Druck zwischen den Flanken in die Oberfläche der Werkstücke ein drücken und zum Teil dort verbleiben ist beim späteren Betrei ben des Getriebes mit-einem zu hohen Einlaufverschleiß zu rech nen. Des weiteren müssen die beiden, zusammen geläppten Räder (Ritzel und Tellerrad) als Satz oder Paar bis zur Montage zu sammenbleiben und mit individuell unterschiedlichen Einbaumaßen montiert werden, was erhebliche Kosten verursacht.

Ein neuartiges Hart-Feinbearbeitungsverfahren für Kegelrad- und Hypoidverzahnungen muß demzufolge, um eine ernsthafte Alter native zum Läppen darzustellen universell sein, also für alle Verfahren anwendbar und Werkzeuge einsetzen, die entweder sehr einfach herzustellen oder für mehr als nur eine bestimmte Aus legung verwendbar sind.

Die Erfindung, wie sie durch die Merkmale des Anspruches 1 be ansprucht wird, löst die Aufgabe, ein Hart-Feinbearbei tungsverfahren aufzuzeigen, das universell für Verzahnungen, insbesondere jedoch für alle Arten von Kegelrad- und Hypoidge trieben eingesetzt werden kann, sowie die Schaffung eines Werk zeuges zur Ausführung und einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Erfindungsgemäß erreicht das kontinuierlich arbeitende Verfahren eine Separation der technologischen Größen Schnittgeschwindigkeit, Vorschub und Spandickenzustellung, was nach dem Stand der Technik bisher nur bei nicht kontinuier lichen, im Einzelteilverfahren arbeitenden Feinbearbeitungspro zessen möglich war.

Zur Erreichung von Relativgeschwindigkeiten zwischen den Be rührlinien des zahnradförmigen Werkzeugs und des Werkrades wird das Profil- und Längsgleiten beim Abrollen ausgenutzt (wie in der EP 0 229 894 A2), jedoch zusätzlich eine Wälzbewegung ein geführt. Das Einstechen in die Zahnlücke eines gehärteten Zahn rades ist dynamisch und zerspanungstechnologisch problematisch, wenn keine andere Zustell- oder Vorschubbewegung als dieses Einstechen vorgesehen ist, was erfindungsgemäß durch die zu sätzliche Wälzbewegung gelöst wird. Als Werkzeuge verwendet das erfindungsgemäße Verfahren hartstoffbeschichtete Spiralkegel- oder Hypoidräder, die von einem Meisterrad oder Erzeugerrad ab geleitet sind.

Wie beim Fräsen einer Verzahnung stellt bei dem erfindungs gemäßen Verfahren das Werkzeug nur einen kleinen Teil (z. B. eine Zahnlücke) eines fiktiven Erzeugerrades dar, welcher um die Achse des Erzeugerrades verdreht werden muß, damit das Ein hüllen des Erzeugerrades erfolgt, währenddessen wandert das Werkzeug durch das gesamte Eingriffsgebiet zwischen Erzeugerrad und Werkrad (Wälzen), wodurch erfindungsgemäß erst die korrekte Zahnform beim Werkrad entsteht. Die Form der Werkradflanken wird erfindungsgemäß durch eine Kombination von geometrischer (Werkzeugform) und kinematischer (Wälzbewegung) Formgebung erzeugt, was für den technologischen Ablauf einer Feinbearbei tung vorteilhaft ist und wodurch es in bestimmten Fällen (bei ausreichendem Hypoidversatz) möglich wird, als Werkzeug das je weilige Getriebegegenrad des Werkrades selbst zu verwenden und in allen Fällen, bei vorhandenem Werkzeug noch Korrekturmög lichkeiten von Tragbildform, -größe und -lage gegeben sind.

Aus der DE 6 92 127 Klasse 49d Gruppe 5 (1940) ist ein ähnliches Verfahren bekannt, in welchem ein kegelschneckenförmiges Werk zeug eine Wälzbewegung um einen Wälzkreis ausführt, und nur für Kegelräder mit evolventischen Flankenlinien, einer Untergruppe von Fall a (also sehr eingeschränkt) angewandt werden kann. Der Einsatz von abrichtbarem Material (Siliziumkarbid) der schwer herzustellenden Kegel-Schleifschnecke führte dazu, daß dieses Verfahren wegen zu geringer Werkzeugstandzeit und sehr hoher Kosten nie einen industriellen Einsatz fand.

Die Werkzeuge des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Kegelräder, die nach einem der Verfahren a bis d hergestellt werden können, also einem regulären Kegel- oder Hypoidrad entsprechen, wobei als Verzahnungsqualität der mittlere bis obere Level dessen, was auf einer üblichen Kegelradverzahnmaschine erreicht werden kann ausreichend ist. Die üblicherweise weichen Werkzeugzahn räder werden mit einem Hartstoff (beispielsweise Borazon) be schichtet. Während des Prozesses auf der erfindungsgemäßen Schleifvorrichtung wird der Bearbeitungsvorschub nur mittels eines Durchwälzens durch das Eingriffsgebiet erreicht, wobei Läppmittel (Oel vermischt mit Hartstoffkörnern) in die Kontakt zone eingespritzt wird. Die Beschichtung des Werkzeuges besitzt eine höhere Härte, als die abrasiven Partikel des Läppmittels, wodurch eine geringe Werkzeugbeanspruchung und Abnutzung vor herrscht, die Korngröße des Läppmittels liegt erfindungsgemäß gering über der des Werkzeuges, wodurch die Beschichtungs hohlräume auf der Werkzeugoberfläche für den gleichmäßigen Transport des Läppmittels in die Kontaktzone sorgt. Zum Schutz des Werkzeuges kann dieses nach der abrasiven Hartstoffbe schichtung noch mit einer zusätzlichen schützenden Schicht, z. B. Titannitrit überzogen werden. Das erfindungsgemäße Verfah ren erlangt dadurch den Charakter eines Honverfahrens, weshalb die angestrebten Relativgeschwindigkeiten zwischen den Berühr linien von Werkzeug und Werkrad nur im Bereich des Honens lie gen (zwischen 0,5 und 5 m/min). Das Profilgleiten kann nur be dingt für den erfindungsgemäßen Prozeß ausgenutzt werden, wes halb für ein Zahnlängsgleiten in ausreichender Größe gesorgt werden muß. Durch eine achsversetzte Anordnung des Werkzeuges relativ zum Werkrad wird bereits bei kleinen und mittleren Achsversetzungen (10 bis 20% des Tellerraddurchmessers) in Ver bindung mit gut beherrschbaren Werkzeugdrehzahlen (300 bis 1500 U/min) für die gewünschten Schnittgeschwindigkeiten gesorgt. Darin ist ein weiterer Vorteil zu bekannten Verfahren wie der EP 0 229 894 zu sehen, die zur Erzeugung von 20 bis 30 m/min Schnittgeschwindigkeit extrem hohe Achsversetzungen der Werk zeuge benötigen, die nicht mit akzeptablem Aufwand berechnet und hergestellt werden können und zudem mit Spindeldrehzahlen bis zu 16′000 U/min arbeiten, die in Verbindung mit einer elek tronischen Getriebekopplung nicht beherrschbar sind. Verfahren, Werkzeuge und Vorrichtungen zur Realisierung des Verfahrens nach der EP 0 229 894 konnten wegen der beschriebenen Schwie rigkeiten bis heute nicht industriell eingesetzt werden.

Da es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um eine Kombi nation von Läppen und Schleifen handelt, bei Schnittgeschwin digkeiten und einer Wälzbewegung, die ihm den Charakter des Honens verleihen, entspricht der Zustand der Oberfläche einer geläppten und die Genauigkeit der erzeugten Flankenform der einer gehonten. Ein weiterer Arbeitsgang wie er bei den bekannten Schleif- und Hartschneidverfahren erforderlich ist entfällt daher. Der geringe Druck zwischen Werkzeug und Werkrad durch die genau definierte Dosierung und Zufuhr des Läppmittels in die Bearbeitungszone führt zu einem temperaturstabilen und steifen Prozeßablauf und verhindert durch das kontinuierliche Abstreifen und Neuzuführen des Läppmittels das Eindringen von Hartstoffpartikeln in die Oberfläche der Werkstücke. Damit ver eint das erfindungsgemäße Verfahren die Vorteile des Läppens und des Schleifens, ohne deren Nachteile zu besitzen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, zur Realisierung des erfin dungsgemäßen Hart-Feinbearbeitungsverfahrens kommt ohne Nei gungseinrichtung und Wälztrommel aus, was durch die mathema tische Umsetzung des komplizierten räumlichen Wälzprozesses in die Bewegung von zwei translatorischen und einer rotatorischen Maschinenachse sowie der entsprechenden Drehung der beiden Spindeln für Werkzeug und Werkrad möglich wird, wie es die an schließend Beispiele detailliert zeigen.

Nachfolgend werden anhand von Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine geometrische Anordnung zum Bearbeiten eines Teller rades,

Fig. 2 die Gleit- und Rollgeschwindigkeiten für verschiedene Achsversetzungen,

Fig. 3 ein Grund- Auf- und Seitenriß am Wälzbeginn der Bearbei tung eines Tellerrades,

Fig. 4 ein Grund-, Auf- und Seitenriß in der Wälzmitte der Bear beitung eines Tellerrades,

Fig. 5 ein Grund-, Auf- und Seitenriß am Wälzende der Bearbei tung eines Tellerrades,

Fig. 6 ein Grund-, Auf- und Seitenriß zur Bearbeitung eines Ke gelritzels,

Fig. 7 das mathematische Modell, zur Transformation der Wälz bewegung,

Fig. 8 das mathematische Modell nach der Transformations-Ver drehung,

Fig. 9 die Bewegungsabläufe der Maschinenachsen bei einem trans formierten Wälzprozeß,

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Fein bearbeitungsmaschine,

Fig. 11 das Steuerungsschema zur kontrollierten Bewegung der fünf Maschinenachsen.

Gemäß Fig. 1 befindet sich auf einer Achse 17 ein zahnrad förmiges, hartstoffbeschichtetes Werkzeug 19, daß um eine Achse 17 drehbar angeordnet ist (Drehpfeil C). Das Werkzeug 19 steht mit einem imaginären Erzeugerrad 50 im Eingriff, welches um ei ne Achse 22 drehbar angeordnet ist (Drehpfeil B) und seiner seits mit einem Werkrad 20 im Eingriff steht, welches um eine Achse 14 drehbar angeordnet ist (Drehpfeil F). Die Achse 22 des imaginären Erzeugerrades 50 steht beliebig windschief zur Werk radachse 14. Das Werkrad 20 dreht sich mit einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit, die als Teilgeschwindigkeit bezeichnet wird, so daß das imaginäre Erzeugerrad 50 sich entsprechend dem Zähnezahlverhältnis zwischen Werkrad 20 und Erzeugerrad 50 ebenfalls dreht. Das Werkzeug 19 besitzt außer der Drehge schwindigkeit die ihm vom Erzeugerrad 50 aufgezwungen wird, eine weitere Geschwindigkeitskomponente in Richtung des Dreh pfeils C, durch -die sich die Achse 17 des Werkzeuges 19 in Richtung des Drehpfeils H auf der Kegelmantelfläche 51 um die Erzeugerradachse 22 bewegt, die als Wälzbewegung bezeichnet wird. Der Wälzwinkel wird in Richtung des Drehpfeils H gemessen. Erfindungsgemäß sind die Flanken 62 des imaginären Erzeugerrades 50 konjugierte Abbildungen der rechnerisch feh lerfreien Flanken 63 des Werkrades (die es durch die Fein bearbeitung erhalten soll). Die Flanken 63 des Werkzeuges 19 sind konjugierte Abbildungen der Flanken 62 des Erzeugerrades 50, weshalb sich das Werkrad 19 durch Abwälzen im Erzeugerrad 50 am Werkrad 20 vorbeibewegen muß, um nicht seine eigenen Flanken, sondern die des Erzeugerrades 50 konjugiert auf dem Werkrad 20 abzubilden. Normalerweise sind die Bezugskegelspitzen des Werk zeuges 19 und des Erzeugerrades 50 identisch und raumfest und entsprechen dem Koordinatenursprung 61, in diesem Falle sind die Achsen 14 und 22 raumfest angeordnet. Zum Anbringen vom Flankenkorrekturen können die Bezugskegelspitzen in verschie denen Punkten liegen und es kann eine räumliche Verschiebung des Koordinatenursprungs 61, abhängig vom Wälzwinkel erfolgen, wobei dann nur noch die Werkradachse 14 raumfest ist. Erfindungs gemäß besteht die Möglichkeit, insbesondere bei günstigen Achs versatzverhältnissen, durch eine entsprechende Festlegung des Erzeugerrades 50 und die Berechnung einer räumlichen Verschie bung des Koordinatenursprungs 61 in Abhängigkeit von der Wälz bewegung H, als Werkzeug 19 das eigene Gegenzahnrad des Werkrades 20 (mit welchem zusammen Werkrad 20 nach der Feinbearbeitung im Getriebe eingebaut wird) zu verwenden. In diesem Falle muß das Gegenzahnrad mit einer etwas vergrößerten Flankenbreite und der entsprechenden Hartstoffbeschichtung versehen werden.

Beide Flanken des Werkzeugs 19 können gleichzeitig (Zweiflan kenbearbeitung) oder nacheinander (Einzelflankenbearbeitung) die Bearbeitung am Werkrad 20 ausführen. Der Abtrag der Bear beitungszugabe kann in einem Durchwälzen erfolgen, wird jedoch vorzugsweise in mehreren Hin- und Herwälzungen in Richtung des Drehpfeils H (und zurück) erfolgen, diese rotatorische Pendel bewegung verstärkt den Honcharakter des erfindungsgemäßen Ver fahrens. Die technologischen Größen Vorschub, Schnittgeschwin digkeit und Spandickenzustellung können bei dem erfindungs gemäßen Verfahren, wie es in Anspruch 1 beansprucht wird, ge trennt voneinander eingestellt und optimiert werden. Die rela tiv langsame Wälzbewegung des Werkzeuges 19 um die Erzeugerrad achse 22 dient als Bearbeitungsvorschub. Die relativ schnelle Rotation von Werkrad 20 und Werkzeug 19 um ihre Achsen 14 und 17 wird zur Erzeugung der Schnittgeschwindigkeit genutzt und bewirkt gleichzeitig ein kontinuierliches Bearbeiten aller Zähne in jeder Wälzstellung. Die Veränderung des Achswinkels (SIGE) zwischen Erzeugerrad 51 und Werkrad 20 dient als Zu stellgröße, mit welcher die Spandicke gesteuert werden kann und die es ermöglicht die Bearbeitungszugabe gezielt in einem oder mehreren Wälzdurchgängen abzutragen.

Eine Grundlage des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die Relativgeschwindigkeiten auf den Flankenoberflächen 64 des Werkrades 20 während der Bearbeitung durch das Werkzeug 19. Fig. 2 zeigt die, mittels eines Computerprogramms berechneten Gleit- und Rollgeschwindigkeiten in den Projektionen von Tel lerradflanken für eine Paarung ohne Achsversetzung (TTX = 0 mm) sowie Paarungen mit einem Achsversatz von 25 mm und 44 mm. In den Flankenbereichen 78, 80 und 82 sind Vektorfelder der Gleit geschwindigkeiten 67, 71 und 75 über Gittern mit 9 Spalten und 9 Zeilen dargestellt. In den Flankenbereichen 79, 81 und 83 sind die Gleitgeschwindigkeiten 67, 71 und 75 zusammen mit den Rollgeschwindigkeiten 69, 73 und 77 entlang der Kontaktwege 68, 72 und 76 dargestellt. Entlang der Teilkegellinie 66, für den Achsversatz TTX = 0 mm haben die Gleitgeschwindigkeiten 67 die Größe Null, über und unter der Teilkegellinie 66 stehen sie räumlich senkrecht zur Teilkegellinie 66. Die Rollgeschwindig keiten 69 entlang des Kontaktweges 68 in der Flankenprojektion 79 haben in allen Punkten eine etwa gleiche Richtung und einen Betrag der nie zu Null wird. Entlang der Teilkegellinie 66 findet nach Fig. 2 deshalb nur ein reines Abrollen der Flanken flächen statt. Für einen Feinbearbeitungsprozeß bedeutet das, daß keine Schnittgeschwindigkeit besteht und zusätzlich das Rollen zu einer Zerstörung der abrasiven Werkzeugbeschichtung und der Werkradoberfläche (Mahleffekt) führt. Die Verhältnisse für eine hohe, spiralwinkelvergrößernde Achsversetzung (positi ver Hypoidversatz) von TTX = 44 mm sind im Flankenbereich 82 und 83 von Fig. 2 abgebildet. Die Gleitgeschwindigkeitsvektoren 75 besitzen durch den Achsversatz eine starke Komponente in Längsrichtung und werden daher in keinem Punkt der Flanke zu Null, insbesondere ist der dominierende Einfluß der Rollge schwindigkeiten 77 in der Umgebung der Teilkegellinie 74 aufge hoben. Unabhängig von den Verhältnissen zwischen den Werkrädern Ritzel und Tellerrad eines zu bearbeitenden Getriebes (TTX = 0 oder TTX extrem groß) wird erfindungsgemäß ein imaginäres Er zeugerrad 50 so berechnet, daß ein Achsversatz TTX von ausrei chender Größe (5 bis 20% des Tellerraddurchmessers) zur Durch führung des erfindungsgemäßen Verfahrens zwischen dem Werkrad 20 und dem Erzeugerrad 50 besteht. Die Gleitgeschwindigkeiten 75 in Fig. 2 besitzen einen Durchschnittswert von 1,8 m/sec, bei einer Erzeugerraddrehzahl von 90° U/min.

Fig. 3 zeigt ein Werkrad 20, daß beim späteren Betrieb mit einem Gegenrad 52 gepaart ist. Werkrad 20 und Gegenrad 52 sind nicht achsversetzt, ihre Achsen schneiden sich im Punkt 21. Ein Erzeugerrad 50 (angedeutet durch seinen Teilkegel) steht mit dem Werkrad 20 im Eingriff, seine Kegelspitze 61 ist um die drei Komponenten eines Achsversatzvektors TT = {TTX, TTY, TTZ} zur Kegelspitze 21 des Werkrades versetzt, insbesondere besitzt es den Hypoidversatz TTX. Der Achswinkel SIGE zwischen Werkrad achse 14 und Erzeugerradachse 22 ist bei diesem Beispiel 90°. Im Erzeugerrad 50 ist das Werkzeug 19 (mit seinem Teilkegel an gedeutet) am Wälzbeginn eingezeichnet und steht mit diesem im Eingriff, zwischen Werkrad 20 und Werkzeug 19 besteht noch kein Kontakt. Der Winkel zwischen Erzeugerradachse 22 und Werkzeug achse 17, DPHI entspricht der Differenz der Teilkegelwinkel von Erzeugerrad 50 und Werkzeug 19, er ist am Wälzanfang in seiner wahren Größe im Aufriß erkennbar. Die Aufgabe der später, in den Fig. 7 und 8 gezeigten erfindungsgemäßen Transformation der Werkzeugachse 17 in eine, in allen Wälzstellungen horizon tale Lage, kann in Fig. 3 gedanklich durch die Verdrehung des Werkrades 20 in Richtung F (um seine Achse 21) gelöst werden. Hierzu stelle man sich die Achsen 21 und 17 von Werkrad 20 und Werkzeug 19 starr verbunden vor und verdrehe das Werkrad 20 in Richtung F solange, bis die Achse 17 des Werkzeuges waagerecht steht. Am Wälzanfang entspricht diese Verdrehung genau dem Winkel DGAM zwischen der Werkzeugachse 17 und der Erzeugerrad achse 22.

Fig. 4 zeigt die Verhältnisse aus Fig. 3, jedoch in der Wälz mitte. Im Seitenriß erkennt man dies am einfachsten anhand der um 90° im Uhrzeigersinn verdrehten Lage des Werkzeuges 19 im Erzeugerrad 50. Im Aufriß wird die waagerechte Lage der Werk zeugachse 17, in einer Flucht mit der Erzeugerradachse 22 erkennbar. Das Werkzeug 19 befindet sich in dieser Wälzstellung im Eingriff mit dem Werkrad 20. Da die Werkzeugachse 17 in der Wälzmitte bereits waagerecht steht, muß keine Transformation erfolgen. In der Wälzmittelstellung wie sie in Fig. 4 gezeigt ist schließen die Achsen 17 und 22 im Grundriß die Differenz der Teilkegelwinkel DGAM ein.

Fig. 5 zeigt die Verhältnisse aus den Fig. 3 und 4, jedoch für die Endwälzstellung. Im Seitenriß erkennt man dies am ein fachsten anhand der um 180° im Uhrzeigersinn verdrehten Lage des Werkzeuges 19 im Erzeugerrad 50 (gegenüber Fig. 3). Im Auf riß ist die Werkzeugachse 17 um den Winkel DPHI zur Werkrad achse 22 nach unten verdreht, im Grundriß decken sich die Achsen 17 und 22. Die erfindungsgemäße Transformation der Werk zeugachse in die waagerechte Lage kann gedanklich in Fig 5 durch die starre Verbindung der Achsen 17 und 21 und einer an schließenden Verdrehung des Werkrades 20 in Richtung F, solange bis die Werkzeugachse 17 in einer waagerechten Lage ist erfol gen. Am Wälzende entspricht diese Verdrehung genau dem Winkel DGAM zwischen der Werkzeugachse 17 und der Erzeugerradachse 22.

Fig. 6 zeigt Grund-, Auf- und Seitenriß zum erfindungsgemäßen Feinbearbeiten eines Kegel- oder Hypoidritzels. Im Grund- und Aufriß ist das Werkrad 20 im Eingriff mit dem Erzeugerrad 50 (nur durch seinen Teilkegel angedeutet) und dem Werkzeug 19 (ebenfalls durch seinen Teilkegel angedeutet) in der mittleren Wälzstellung. Im Grundriß schließen daher Werkradachse 17 und Erzeugerradachse 22 die Teilkegeldifferenz DGAM ein, der Achs winkel zwischen Werkradachse 14 und Erzeugerradachse 22 ist ungleich 90° (Winkel SIGE). Im Grundriß ist zusätzlich strich punktiert das Gegenrad 52 des Werkrades 20 eingezeichnet, was in diesem Beispiel einem Tellerrad entspricht und unter einem Winkel von 90° zum Werkrad 20 angeordnet ist. Im Aufriß erkennt man die mittlere Wälzstellung an der waagerecht liegenden Achse 17 des Werkzeuges 19, die sich mit der Achse 22 des Erzeuger rades 51 deckt. Der Hypoidversatz zwischen Werkradachse 14 und Erzeugerradachse 22 beträgt den mit TTX gekennzeichneten Wert. Der Seitenriß soll der Verdeutlichung der Wälzbewegung dienen, indem im Erzeugerrad 50 außer dem Werkzeug 19 in der mittleren Wälzstellung, die Lage des Werkzeuges am Wälzbeginn 53 und am Wälzende 54 eingezeichnet ist. Die erfindungsgemäße Trans formation der komplizierten räumlichen Wälzbewegung des Werk zeuges kann man im Seitenriß von Fig. 6 gedanklich vollziehen, mit einer Verdrehung des Werkzeuges 53 (oder 54) um die Werk radachse 14, solange bis seine Achse eine waagerecht liegende Linie ist.

Fig. 7 zeigt das mathematische Modell zur erfindungsgemäßen Transformation der erfindungsgemäßen Wälzbewegung in eine modi fizierte Einstechbewegung. Das Werkrad 20 ist mit seiner Teil kegelspitze 21 im Ursprung eines kartesischen Koordinaten systems X-Y-Z eingebracht, die Werkradachse 14 ist identisch mit der Y-Koordinatenachse in der, um den Achsverschiebungsvektor verschobenen Erzeugerradkegelspitze 61 ist der Ursprung eines zweiten kartesischen Koordinatensystemes X_E-Y_E-Z_E fest gelegt (Erzeugerradachse 22 ist identisch mit der 4-Koordi natenachse). Die Werkzeugachse 17 bewegt sich entlang der Ke gelmantelfläche 51 und befindet sich im betrachteten Moment zwischen Wälzanfang und Wälzmitte, in der Wälzstellung WT. Vor der erfindungsgemäßen Transformationsverdrehung muß gedanklich das Werkzeug 19 starr mit seiner Achse 17 und diese wiederum starr mit dem Werkrad 20 verbunden werden. Anschließend erfolgt eine Verdrehung dieses Gebildes um die Werkradachse 14, in Richtung des Drehpfeils DPHI. Der Verdrehwinkel DPHI wird so errechnet, daß die Werkzeugachse 17 in einer waagerechten Ebene, die parallel zur Y-Z-Ebene ist, zu liegen kommt.

Fig. 8 zeigt den Zustand nach der mit Fig. 7 beschriebenen Verdrehung. Die Werkzeugachse 17 ist nun waagerecht und paral lel zur Ebene 56. Vor der Transformation befand sich die Werk zeugachse in Position 58 und das Werkzeug entsprach dem ge strichelt gezeichneten Körper 59. Die Folge dieser erfindungs gemäßen Transformation ist eine sehr einfache Realisierbarkeit der Anordnung in Fig. 8 durch die erfindungsgemäße, später in Fig. 10 erläuterte Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsge mäßen Verfahrens. Zur Realisierung jeder beliebigen Wälzstel lung des Werkzeuges 19, bleibt die Werkzeugachse 17 stets in einer waagerechten Lage, sie wird lediglich translatorisch mit ihrem Punkt 61 zur Spitze des neuen Achsverschiebungsvektors _Trans verschoben und rotatorisch auf einen zu berechnenden Winkel TWNK, um die Achse 13 (X-Achse) eingestellt, gleich zeitig erhält das Werkrad 20 (in Fig. 7 nicht eingezeichnet) eine Zusatzdrehung DPHI um seine Achse 14. Anhand eines Zahlen beispiels wird dieser Zusammenhang im folgenden noch verifi ziert.

Die Definition der Drehmatrizen um die drei Koordinatenachsen des Systems X-Y-Z aus Fig. 6 ist wie folgt:

Zunächst wird die Erzeugerradachse 22 in Richtung der Y-Achse orientiert, dann hat der Werkzeugachsvektor in der mittleren Wälzstellung (WT = 0) die Form:

Das Abwälzen des Werkzeuges 19 im Erzeugerrad 51 entspricht einer Drehung um die Z-Achse (Erzeugerradachse 22) um den Win kel WT. Der Werkzeugachsvektor erhält die Form:

Um eine allgemeingültige Form für einen beliebigen Achswinkel SIGE zu erhalten muß nun noch eine Verdrehung um die X-Achse erfolgen:

In dieser Form verändert sich während der Bearbeitung nur der Wälzwinkel WT, beispielsweise von -90° (Wälzanfang) bis +90° (Wälzende). Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht nun darin, den Achsvektor W₂ um die Werkradachse 14 (Y-Achse) soweit zu ver drehen, bis seine waagerechte Lage hergestellt ist. In der waagerechten Lage muß dann die Winkellage der Werkzeugachse 17 um die X-Achse (Achse 13) sowie der neue Achsverschiebungsvektor der Teilkegelspitze 61 in Relation zum Koordinatenursprung 21 errechnet werden. Die Verdrehung um die Y-Achse, von zunächst noch unbekannter Größe ergibt folgende Formel:

Die Lösungsbedingung für eine waagerechte Lage lautet W_3X = 0 (die horizontale Komponente des Werkzeugachsvektors muß zu Null werden). Aus dieser Bedingung ergibt sich eine allgemeingültige Lösungsgleichung für den Verdrehwinkel DPHI:

Um diesen Winkel DPHI muß das Werkrad 20 und der Achsversatzvek tor verdreht werden, um das erfindungsgemäße kinematisch und geometrisch Äquivalent einzunehmen. Der Achsverschiebungsvektor erhält dadurch die Form:

oder

Die Differenz zwischen den ursprünglichen und dem neuen Achs verschiebungsvektor wird somit:

oder

Der Winkel TWNK, den der Werkzeugachsvektor (und somit die Werkzeugachse 17) nach der Transformation in die waagerechte Lage mit der Z-Achse einnimmt, errechnet sich aus den beiden noch vorhandenen Komponenten des transformierten Achsvektors:

TWNK = - arctan {W_3Y/W_3Z}

mit

W_3Y = cos(90°-SIGW)_*cos(WT)_*sin(DGAM)-sin(90°-SIGW)_*cos(DGAM)

W_3Z = -sin(DPHI)_*sin(WT)_*sin(DGAM)-cos(DPHI)_*sin(90°-SIGW)_*cos(WT)_*sin(DGAM)+cos(DPHI)_*cos(90°-SIGW)_*cos(DGAM).

Die rotatorische wälzwinkelabhängige Zusatzdrehung DPWZ (Dif ferentialdrehung) des Werkzeuges 19 um die Achse 17 in Richtung des Drehpfeils C (Fig. 1) errechnet sich aus Wälzwinkel WT, Erzeugerradzähnezahl ZE und Werkradzähnezahl Z_W:

DPWZ = -WT_*Z_E/Z_W.

Tabelle 1

Zahlenbeispiel

Als Beispiel wird gemäß Tabelle 1 ein Erzeugerrad mit ZE = 20 Zähnen, einem Teilkegelwinkel GAME = 17°, einem Hypoidversatz von TTX = -20 mm und einem Achswinkel von SIGE = 90° gewählt. Das Erzeugerrad ist in bekannter Weise als konjugiertes Gegen rad von einem beliebigen Gegenrad abgeleitet. Das Werkzeug ist seinerseits als konjugiertes Zahnrad vom Erzeugerrad abgelei tet, es hat in diesem Beispiel Z_W = 13 Zähne und einen Teil kegelwinkel von GAMW = 11,23°. Mit den realistischen Zahlen werten aus Tabelle 1 und den zuvor abgeleiteten Formeln können alle für den erfindungsgemäßen Prozeß notwendigen Bewegungs größen in Abhängigkeit vom Wälzwinkel WT, der als Führungsgröße fungiert, errechnet werden. Dies sind:

Werkzeugdifferentialdrehung durch Wälzen . . . DPWZ
Werkrad-Transformationsverdrehung . . . DPHI
Prozeß-Achswinkel nach Transformation . . . TWNK
Achsverschiebungsdifferenz nach Transformation . . . DTTX
Achsverschiebungsdifferenz nach Transformation . . . DTTY
Achsverschiebungsdifferenz nach Transformation . . . DTTZ

Tabelle 2 enthält eine Zusammenstellung der Berechnungsergeb nisse für fünf gewählte Wälzstellungen WT. Anhand der Tabelle, wie auch bereits durch die Formel der Differenzachsverschiebung wird deutlich, daß die Y-Komponente des Differenzver schiebungsvektors stets gleich Null ist. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens benötigt daher keine im Prozeß bewegte Achse in dieser Richtung, wodurch nur fünf im Prozeß bewegte Achsen (bzw. Spindeln) erforderlich sind (die Führungsgröße WT ist keine physikalisch vorhandene Achse).

Tabelle 2

Berechnungsergebnisse

Fig. 9 zeigt die Verhältnisse aus Tabelle 2 für ein kontinu ierliches Spektrum von Wälzbeginn (WT = -90°) bis Wälzende (WT = +90°), als Bewegungsgraphiken. Die Ordinatenmaßstäbe zeigen links Längeneinheiten für die Linearachsen (DTTX, DTTZ und DTTX) und rechts Winkeleinheiten für die Rotationsachsen (TWNK und DPHI). Die untere Abszissenskala entspricht der Führungsgröße WT, die obere Abszissenskala entspricht der korrespondierenden Werkzeugdifferentialdrehung DPWZ. Da der Wälzwinkel WT propor tional mit der Zeit ist, kann die Abszisse des Diagramms als Zeitachse interpretiert werden, wodurch die Graphen die Bedeu tung von Geschwindigkeitsverläufen erhalten. Alle Größen, die Bewegungsachsen entsprechen, haben harmonische Verläufe, da sie gemäß der Herleitungen sämtlich modifizierte Sinus- bzw. Cosi nusfunktionen sind. Die Vektorkomponente der Differenzachsver schiebung DTTY ist im gesamten Bereich konstant und gleich Null, weshalb keine Bewegungsachse in dieser Richtung erforder lich ist.

Gemäß Fig. 10 ist auf einem Maschinenbett 10 einerseits der Wälzstock 11 in Richtung des Doppelpfeiles A verschiebbar gela gert und andererseits ein Spindelstock 12 um eine Schwenkachse 13, welche das sogenannte Bettmittel darstellt, in Richtung des Doppelpfeiles B verschwenkbar gelagert. Im Spindelstock 12 befindet sich eine Werkradspindel 15, die um eine Achse 14 drehbar ist. Auf dem Wälzstock 11 ist ein Vertikalschlitten 16 in Richtung des Doppelpfeiles C verschiebbar gelagert und in diesem befindet sich eine um die Achse 17 drehbar gelagerte Werkzeugspindel 18, an welcher ein Werkzeug 19, beispielsweise ein Honrad zum Feinbearbeiten eines Kegelrades 20 befestigt ist. Erfindungsgemäß ist die Werkradspindel 15 im Spindelstock 12 derart angeordnet, daß sich die Achse 14 in einem Punkt 21 mit der Schwenkachse 13 schneidet. Das Werkrad 20 ist an der Werkradspindel 15 in üblicher, hier nicht dargestellter Weise mit Hilfe einer Spannvorrichtung befestigt, die Spannvorrich tung sorgt dabei für die richtige Längsposition (Richtung des Doppelpfeils D) des Werkrades 20, so daß die Spitze des Werk radteilkegels normalerweise mit dem Schnittpunkt von Werkrad achse 14 und Spindelstockachse 13 im Punkt 21 liegt. Das Werk zeug 19 ist in Längsrichtung der Maschine (Richtung des Doppel pfeils E) so angebracht, daß in der mittleren Wälzstellung die Differenz zwischen den Teilkegelspitzen 21 und 61 von Werkrad 20 und Werkzeug 19 der Achsverschiebungskomponente TTY ent spricht. Eine Feinabstimmung des Werkzeuges 19 (im Bereich 0,001 bis 0,05 mm) in Richtung E ist nicht erforderlich, da diese durch eine kleine Zusatzverschwenkung des Spindelstockes 12 um die Schwenkachse 13 realisiert wird, was zum angenähert gleichen Resultat führt (der Unterschied durch diese Annäherung ist zweiter Ordnung klein). Dadurch kann nicht nur auf eine im Prozeß gesteuerte Maschinenachse in Richtung des Doppelpfeils E, sondern auch auf eine Feineinstellungseinrichtung in dieser Richtung verzichtet werden. Erfindungsgemäß besitzt die Feinbe arbeitungsmaschine nach Fig. 10 nur drei Achsen und zwei Spin deln.

Die Werkradspindel 15 und die Werkzeugspindel 18 sind von stufenlos drehzahleinstellbaren Antrieben 37 und 38 betätigt, wie in Fig. 11 schematisch abgebildet. Deren Kopplung erfolgt über ein steifes elektronisches Getriebe, was aus den Antriebs reglern 32 und den an die Motoren 37 und 38 gekoppelten Winkelschrittgebern 42 und 43 und den Positionsmeßsystemen 47 und 48 aufgebaut ist. Das Koordinieren der beiden Regelstrecken der Spindeln F und G mit dem Effekt einer steifen Kopplung wird von der NC-Achsensteuerung 25 ausgeführt. In gleicher Weise arbeiten die Maschinenachsen A, B und C, deren Motore 34, 35 und 36 mit den Winkelschrittgebern 39, 40 und 41 versehen sind, die ihre Signale an die Antriebsregler 29, 30 und 31 weiter geben und deren absolute Position von den Meßsystemen 44, 45 und 46 an die NC-Achsensteuerung 25 übermittelt wird. Das Zusammenarbeiten aller fünf Achsen (B, C, A, F und G) wird von der NC-Achsensteuerung 25 koordiniert. Die kinematischen Ab läufe werden vom Steuerungscomputer 24 aus den Eingabedaten, die von einer Diskette 49 oder von Hand über eine Tastatur 28 am Bedienteil 27 in die Speicherelemente der Steuerung gelangt sind, in Form von Wertetabellen oder Funktionsgleichungen für die NC-Achsensteuerung aufbereitet. Ferner besitzt die Maschi nensteuerung den sogenannten SPS-Teil 26, der den Betrieb der Maschine, mit Läppmittel, Hydraulik etc. ermöglicht.

Nicht dargestellt ist ein elektrischer Steuerschrank mit dem Steuerungscomputer, welcher in an sich bekannter Art neben der Maschine angeordnet ist, wobei insbesondere mit Hilfe des Steuerungscomputers im Verzahnprozeß die Maschinenachsen A und C und die beiden Maschinenspindeln F und G automatisch einge stellt und geregelt werden, d. h. die Richtungen A, B und C sind auch als Maschinenachsen zu verstehen.

Claims

1. Verfahren zum Feinbearbeiten der Verzahnung von beliebig hergestellten Kegel- und Hypoidrädern, beliebiger Flankenform mit einem um die Werkzeugachse (17) rotierenden angetriebenen Werkzeug (19) und einem um die Werkradachse (14) rotierenden angetriebenen vorverzahnten Werkrad (20), dadurch gekennzeich net, daß

- die Vorschubbewegung in Form einer Wälzbewegung vorgenom men wird, indem ein virtuelles Erzeugerrad (50) mit dem Werkrad (20) zum Eingriff gebracht wird und mit diesem im Verhältnis der Zähnezahlen kämmt und
- das Werkzeug (19) im Inneren dieses Erzeugerrades (50) angeordnet und mit diesem im Eingriff ist und am Werkrad (20) vorbeiwälzt, wobei die Werkzeugflanken (63) während des Wälzens allmählich mit den Werkradflanken (64) in Kontakt treten und sich nach Überschreiten der Wälzmitte wieder allmählich voneinander entfernen und
- die relativ langsame Wälzbewegung von einer schnellen Rotation des Werkrades (20) um seine Achse (14) und des Werkzeuges (19) um seine Achse (17) (entsprechend dem Zähnezahlverhältnis) überlagert ist, wodurch ein konti nuierliches Bearbeiten aller Flanken in jeder Wälzstel lung vorgenommen wird und
- als Werkzeug (19) ein kegelradähnlicher Körper verwendet wird, mit Flankenoberflächen, die eine größere Härte als die, der zu bearbeitenden Kegelräder aufweisen und
- die technologischen Größen Vorschub, Schnittgeschwindig keit und Spandickenzustellung getrennt voneinander ein stellbar und optimierbar sind, durch die Wälzgeschwin digkeit des Werkzeuges (19) um die Erzeugerradachse (22) (Vorschub), die schnelle Rotation von Werkrad (20) und Werkzeug (19) um ihre Achsen (14 und 17) (Schnittge schwindigkeit) und die Veränderung des Achswinkels (SIGE) zwischen Erzeugerrad (51) und Werkrad (20) (Spandickenzu stellung).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialabtrag zur Glättung der Werkradflanken (64) durch eine abrasive Beschichtung (beispielsweise Borazon) der Werkzeug flanken (63) erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialabtrag zur Glättung der Werkradflanken (64) durch die Zugabe eines abrasiven Mittels, beispielsweise Siliziumkarbid- Öl-Gemisch in die Kontaktzone zwischen Werkzeug (19) und Werk rad (20), erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialabtrag zur Glättung der Werkradflanken (64) durch die Kombination einer abrasiven Hartstoffbeschichtung der Werkzeug flanken (63) und der Zugabe eines abrasiven Mittels, beispiels weise Siliziumkarbid-Öl-Gemisch in die Kontaktzone zwischen Werkzeug (19) und Werkrad (20) erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialabtrag zur Glättung der Werkradflanken (64) durch eine schneidenbildende Segmentierung der Werkzeugflanken (63) (Scha ben) erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die linken und rechten Flankenseiten (Zug- und Schubseiten) zu gleich, oder einzeln bearbeitet werden, also sowohl eine Zwei flankenbearbeitung als auch eine Einzelflankenbearbeitung mög lich ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die komplizierte räumliche Wälzbewegung mittels einer Transforma tion in eine einfache ebene Verschiebung der Werkzeugteilkegel spitze (61) in Verbindung mit einer Veränderung des Werkzeug achswinkels (SIGW) und einer Werkradzusatzdrehung (DPHI) über führt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Position der Kegelspitzen (21 und 61) von Werkrad (20) und Erzeugerrad (50) relativ zueinander (Achsver schiebungsvektor TT) im Prozeß, abhängig von der Wälzpo sition zum Zwecke von Zahnflankenkorrekturen oder -opti mierungen verändert werden und
- der Achswinkel (SIGE) zwischen der Erzeugerradachse (22) und der Werkradachse (14) im Prozeß, abhängig von der Wälzposition zum Zwecke von Zahnflankenkorrekturen oder -optimierungen verändert wird und
- die Drehung von Werkrad (20) und Werkzeug (19) mit Zu satzverdrehung um ihre Achsen (14 und 17) abhängig von der Wälzposition zum Zwecke von Zahnflankenkorrekturen oder -optimierungen überlagert werden.

9. Werkzeug zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

- ein kegelradähnliches Werkzeug (19) vorgesehen ist, des sen Geometrie und insbesondere dessen Flankenoberflächen (63) konjugierte Abbildungen der Flankenoberflächen (62) eines virtuellen Erzeugerrades (50) sind, wobei das Werk zeug (19) im Inneren des Erzeugerrades (50) mit diesem im Eingriff steht und
- das virtuelle Erzeugerrad (50) mit beliebigem, rechne risch bestimmten Achswinkel (SIGW) relativ zu einem Werk rad (20) angeordnet ist, wobei dessen Flanken (62) ent weder genaue oder angenäherte konjugierte Abbildungen der Werkradflanken (64) sind und
- alle, jedoch mindestens eine Flankenfläche (63) des Werk zeuges (19) eine verschleißfeste Oberfläche aufweist, de ren Härte größer als die der zu bearbeitenden Werkräder (20) ist und
- das Werkzeug (19) in Bezug zum Werkrad (20) einen belie bigen vertikalen Achsversatz (Hypoidversatz TTX) aufweist und
- das Werkzeug (19) eine größere, jedoch mindestens die glei che Zahnbreite wie das Werkrad (20) aufweist.

10. Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Werkzeug (19) ohne Achsversatz (Hypoidversatz TTX), mit dem virtuellen Erzeugerrad (50) im Eingriff steht und
- das virtuelle Erzeugerrad (50) achsversetzt (Hypoidver satz TTX), mit beliebigem Achswinkel (SIGW) relativ zu einem Werkrad (20) angeordnet ist.

11. Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Werkzeug (19) achsversetzt (Hypoidversatz TTX), mit dem virtuellen Erzeugerrad (50) im Eingriff steht und
- das virtuelle Erzeugerrad (50) ohne Achsversatz (Hypoid versatz TTX), mit beliebigem Achswinkel (SIGW) relativ zu einem Werkrad (20) angeordnet ist.

12. Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Werkzeug (19) beliebig achsversetzt (Hypoidversatz TTX), mit dem virtuellen Erzeugerrad (50) im Eingriff steht und
- das virtuelle Erzeugerrad (50) beliebig achsversetzt (Hy poidversatz TTX), mit beliebigem Achswinkel (SIGW) rela tiv zu einem Werkrad (20) angeordnet ist.

13. Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (19) die Flankenform des Gegenzahnrades (52) des Werk rades (20) erhält.

14. Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (63) des Werkzeuges (19) eine abrasive Hartstoffbe schichtung (beispielsweise Borazon) aufweisen.

15. Werkzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zu sätzlich die Kopfflächen der Werkzeugverzahnung mit einem abra siven Hartstoff beschichtet sind.

16. Werkzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zu sätzlich die Zahnfußbereiche (Fußausrundungen) der Werkzeugver zahnung mit einem abrasiven Hartstoff beschichtet sind.

17. Werkzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die abrasive Hartstoffbeschichtung mit einer schützenden harten Schicht (beispielsweise Titannitrit) überzogen ist und während der Bearbeitung die Hohlräume zwischen den Hartstoffpartikeln durch Besprühen mit einem zusätzlichen abrasiven Mittel (bei spielsweise Siliziumkarbid-Öl-Gemisch) gefüllt werden.

18. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei durch Integration von gesteuerten und geregelten An trieben, einem elektronischen Getriebe und einem Steuerungs computer, Maschinenachsen (A, B und C) und Maschinenspindeln (15 und 18) beim Einstellen und im Prozeß kontrolliert, bzw. nach vorgegebenen kinematischen Gesetzmäßigkeiten bewegt wer den, enthaltend

- ein Maschinenbett (10),
- einen auf dem Maschinenbett (10) um eine Schwenkachse (13) verschwenkbar angeordneten Spindelstock (12), welcher eine Werkradspindel (15) mit Achse (14) aufweist,
- einen auf dem Maschinenbett angeordneten verschiebbaren Wälzstock (11), mit einem verschiebbaren Vertikalschlit ten (16), mit einer daran angeordneten, um eine Achse (17) drehbaren Werkzeugspindel (18),
- Mittel zum Verschieben des Wälzstockes (11) und des Ver tikalschlittens (16) und zum Verdrehen des Spindelstockes (12) relativ zueinander,

dadurch gekennzeichnet, daß

- nur drei Maschinenachsen (A, B und C) und zwei Maschinen spindeln (F und G) zur Durchführung des Feinbearbeitungs prozesses vorgesehen sind,
- keine im Prozeß bewegte Maschinenachse in Maschinenlängs richtung (E) und in Längsrichtung der Werkradachse (D) vorgesehen ist,
- die Schwenkachse (13) des Spindelstockes (12) parallel zur Verschiebungsrichtung (C) des Vertikalschlittens (16) oder parallel zur Verschiebungsrichtung (A) des Wälzstoc kes (11) oder zwischen diesen beiden Richtungen liegt,
- alle Achsen (A, B und C) und Spindeln (G und F) auch im Bearbeitungsprozeß bewegbar und regelbar sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Wälzstockverschiebung (A) horizontal angeordnet ist und
- die Vertikalschlittenverschiebung (C) vertikal angeordnet ist und
- die Wälzstockverschiebung (A) senkrecht auf der Vertikal schlittenverschiebung (C) steht.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Werkzeugspindel (18) an einem Vertikalschlitten (16) mit ihrer Achse (17) rechtwinklig zu der Verschiebungsrichtung (C) des Vertikalschlittens (16) und parallel zur Verschiebungsrich tung (A) des Wälzstockes (11) angeordnet ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkradachse (14) und die Schwenkachse (13) sich in einem Punkt (21) schneiden.

22. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (13) und die Werkradachse (14) senkrecht zu einander angeordnet sind.

23. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Position (Richtung E) des Werkzeuges (19) durch Kombinieren von Distanzteilen zwischen Werkzeug (19) und Vertikalschlitten (16) oder durch eine manuell oder automatisch betätigte, nicht im Prozeß bewegte Stellachse in Maschinen längsrichtung (E) erfolgt.

24. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsposition des Werkrades (20) (Richtung D) durch Abstim mung mit Distanzteilen oder Verstellung des Spannmittels zwi schen Werkrad (20) und Werkradspindel (15) oder durch eine ma nuell oder automatisch betätigte, nicht im Prozeß bewegte Stellachse in Werkradachsrichtung (D) erfolgt.